Дизель-электровоз — локомотив с электрическое тяговыми двигателями, способный работать как в автономном режиме питания, так и при питании от тяговых подстанций через контактную сеть на электрифицированных участках пути. Дизель-электровоз получил распространение на крупных станциях с большой маневровой и вывозной работой, где нецелесообразно сооружение контактной сети на мн. неэлектрифицированных путях.
В автономном режиме питания дизель-электровоз работает как тепловоз, первичным двигателем которого является дизель. Дизель превращает тепловую энергию сжигаемого жидкого топлива в механическая энергию, которая преобразуется в электрическое энергию для питания тяговых электродвигателей. Первичные двигатели, устанавливаемые на дизель-электровозы, работают по четырёх- либо двухтактному циклу. На отечественных железных дорогах эксплуатируются главным образом дизель-электровозы серии ТЭ, на которых установлены 6-цилиндровые четырёхтактные двигатели мощностью 735 кВт (на маневровых) и 10-цилиндровые двухтактные дизели мощностью 2200 кВт и выше. Кпд дизель-электровоза в автономном режиме 28%. При следовании дизель-электровоза по неэлектрифицированным участкам пути тяговые электродвигатели получают питание от главного генератора по следующей схеме. Коленчатый вал дизеля вращает якорь главного генератора, вырабатывающего ток нужного напряжения, поступающий к якорям тяговых электродвигателей. Вращение якорей через зубчатую передачу передаётся колёсным парам.
На электрифицированных участках тяговые электродвигатели дизель-электровозов получают централизованное питание через токоприемник от контактной сети. Дизель-электровоз может работать на постоянный токе с номинальным напряжением на токоприемнике 3 кВ и на переменном токе напряжение 25 кВ. Для преобразования переменного тока в постоянный ток оптимальных напряжения служат тяговые трансформаторы и выпрямит, полупроводниковые преобразователи, установленные на локомотиве. Кпд дизель-электровоза в режиме электровоза переменного тока 86—87%, в режиме постоянный тока — до 91%. На дизель-электровозах применяются тяговые электродвигатели постоянного тока.
